CoWoS產能吃緊，替補“選手”上位，最大贏家是這種材料

AI大勢之下，高性能AI芯片需求緊俏，與之相關的CoWoS先進封裝產能告急，AI芯片大廠加速生產的同時，也在積極尋求其他先進封裝技術，以緩解AI芯片供應不足的難題。


CoWoS產能吃緊

今年3月AI芯片大廠英偉達發布了平臺Blackwell，包括B系列GPU及整合NVIDIA自家Grace Arm CPU的GB200等。

與前一代GH200相比，GB200性能與功耗均大幅升級，因而備受關注，未來需求有望持續增長。

全球市場研究機構TrendForce集邦咨詢今年4月調查顯示，供應鏈對NVIDIA GB200寄予厚望，預估2025年出貨量有機會突破百萬顆，占NVIDIA高端GPU近4~5成。

臺積電CoWoS產能也將同步成長，集邦咨詢表示，英偉達B系列包含GB200、B100、B200等將耗費更多CoWoS產能，臺積電（TSMC）亦提升2024全年CoWoS產能需求，預估至年底每月產能將逼近40k，相較2023年總產能提升逾150%；2025年規劃總產能有機會幾近倍增，其中英偉達需求占比將逾半數。

不過，業界指出，AI爆發式發展浪潮下，CoWoS當前仍難以滿足高性能AI芯片需求，主要問題在于芯片變大以及HBM堆疊。

英偉達B200、B100等產品使芯片中間層面積（interposer area）變大，這意味著12英寸晶圓能切割出的芯片數量減少，CoWoS難于滿足AI芯片需求；同時隨著HBM不斷迭代，HBM涵蓋的DRAM數量同步上升，這對CoWoS封裝而言也是一大挑戰。


FOPLP成重要替補

據海外媒體稱，為緩解CoWoS先進封裝產能吃緊問題，英偉達正規劃將其GB200提早導入扇出面板級封裝（FOPLP），從原訂2026年提前到2025年。

報道稱，機構最新報告也證實相關消息，并點出英偉達GB200供應鏈已啟動，目前正在設計微調和測試階段；從CoWoS先進封裝產能研判，今年下半年估計將有42萬顆GB200送至下游市場，明年產出量上看150萬至200萬顆。

整體來看，在CoWoS產能供不應求的趨勢下，業界預期同樣是先進封裝的扇出面板級封裝，有望成為紓解AI芯片供應的利器。

扇出面板級封裝具備多項優勢，可容納更多的I／O數、效能更強大、節省電力消耗。

值得注意的是，扇出面板級封裝可使用玻璃基板/PCB基板/封膠基板。


玻璃基板或成未來先進封裝重要賽道

早在2023年9月，英偉達就曾宣布計劃在2026年至2030年投入對用于下一代先進封裝的玻璃基板的量產，以實現單一封裝內晶體管數量的增加，并推動摩爾定律的持續發展。公司還透露，已在亞利桑那州的工廠投資10億美元，建立玻璃基板的研發和供應鏈設施。

此外，英特爾、三星、AMD、蘋果等大廠也紛紛表示將采用或研究玻璃基板芯片封裝技術，多家公司公開其在TGV（玻璃通孔技術）領域的技術進展。例如，帝爾激光宣布其TGV激光微孔設備已實現小批量生產，同時IGBT激光退火設備和晶圓激光隱切設備正在開發中；五方光電的TGV玻璃通孔項目正在進行樣品測試和量產線調試；沃格光電宣稱擁有TGV載板的核心工藝技術，包括玻璃基薄化、雙面PVD銅金屬化以及通孔制作等關鍵技術。

近年來，中國企業在PCB市場、封裝基板已經取得顯著發展，而玻璃基板的出現亦為行業帶來了新的機遇。與傳統的有機基板相比，玻璃基板作為新型封裝基板材料，具有一系列顯著的優點：

機械穩定性：玻璃的主要成分二氧化硅，在高溫環境下更加穩定性。這種材料的機械強度遠高于有機基板，在封裝過程中能夠更有效地應對高溫環境，優化高性能芯片的熱管理，減少翹曲和變形。

信號完整性和路由能力：玻璃芯獨特的電氣性能，使其介電損耗更低，確保信號和電力的傳輸更清晰。在信號傳輸過程中，降低了功率損耗，增強了整體芯片效率，這對于高性能處理器的制造至關重要。

互連密度：玻璃基板支持更高的互連密度，即可以實現更緊密的互連間距。這對于推動下一代系統級封裝（SiP）的電力和信號傳輸能力至關重要。

英特爾也表示，玻璃基板憑借其卓越的機械、物理和光學屬性，能夠構建性能更高的多芯片SiP解決方案。該技術能夠在芯片上增加高達50%的裸片數量，進而容納更多的Chiplet。通過在單一封裝中集成更多的晶體管，預計將實現更強大的算力。

盡管玻璃基板的優勢明顯，但其制造成本仍高于有機基板，且其商業化進程需要構建一個全面的支持性生態系統。然而，隨著生產技術的持續優化和規模化生產的推進，預期玻璃基板的成本將逐步下降，這將促進其在電子產品中的廣泛應用。

據Prismark統計，預計到2026年，全球集成電路（IC）封裝基板市場的規模將達到214億美元。隨著英特爾等主要制造商入局，玻璃基板替代傳統硅基板的步伐將加快。預測在接下來的3年內，玻璃基板的市場占有率將達到30%，5年內滲透率將超過50%。


先進封裝貢獻主要增量

半導體封測企業運營模式主要分為兩類，一類是屬于垂直制造商（IDM）的封測企業，另一類是獨立于垂直制造商的第三方代工封測企業，我國的封測企業企業均屬于代工類封測企業。由于進入門檻較低，在我國半導體產業發展過程中，封測產業實現了優先發展。據芯思想研究院數據，2022年全球委外封測市場占有率前十企業中，中國大陸一共有4家企業上榜，分別為長電科技、通富微電、華天科技、智路封測，合計市場占有率為24.55%。

出于技術、成本、效益等方面的考量，垂直制造商的封測業務基本委派第三方來代工，促使封測市場規模不斷擴大，期間我國企業通過自研與并購雙核并驅發展模式，實現了規模化發展與國產化替代，也基本解決了生存問題，下一階段的發展目標開始轉向核心競爭力的構建。

據集微咨詢預測，2023年全球封測行業市場規模為822億美元，同比增長僅有0.86%，同期全球先進封裝市場規模為408億美元，同比增長7.9%，預計到2026年先進封裝市場占有率將超過傳統封裝市場，達到50.2%，換言之，先進封裝將成為未來封裝市場的主要增量。與其在傳統封裝領域里打價格戰、或等待行業周期紅利反哺，不如扎人先進封裝技術研發浪潮中去，形成新質競爭力，尤其是我國的封測企業還是以獨立代工類為主，若是沒有技術、成本優勢，如何保障行業地位的延續與突破。

或許正因為代工性質的被動性，我國頭部封測企業在封裝技術的研發里一直保持著較高研發投入，核心服務向先進封裝靠攏。從收入占比結構來看，甬矽電子先進封裝業務收入占比為100%，通富微電、華天科技、長電科技的先進封裝業務收入占比也達到了65%及以上。期待在這場新發展趨勢中，國內企業能夠繼續搶占先機。